Упрочнение поверхности титанового сплава ВТ6 в результате электропластической деформации | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Зенькович, А. А. Упрочнение поверхности титанового сплава ВТ6 в результате электропластической деформации / А. А. Зенькович, В. И. Проскуряков, И. С. Егоров, А. Ю. Щелкунов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 25 (263). — С. 106-108. — URL: https://moluch.ru/archive/263/61075/ (дата обращения: 02.03.2021).



В работе представлены результаты исследования влияния режимов электропластической деформации на микротвердость деформированной поверхности в результате проката титанового сплава ВТ6. Установлены закономерности зависимости микротвердости от способа подачи тока высокой плотности к очагу деформации. Разработаны рациональные режимы электропластической прокатки титанового сплава ВТ6.

Ключевые слова: электропластическая деформация, титановый сплав ВТ6, микротвердость.

С целью улучшения качества изделий и придания металлам и сплавам определённых свойств развитие различных технологий и методов поверхностной обработки является актуальным. Сегодня для упрочнения поверхности металлических изделий широкое распространение получили методы термомеханической и электропластической обработок, среди которых наиболее значимым считается метод электропластической прокатки.

Преимуществом технологии электропластической прокатки металлов и сплавов является интенсификация процесса прокатки с помощью подачи импульсного тока в зону деформации, а также возможность получения равномерно распределённой мелкозернистой структуры с повышенными прочностными характеристиками на всей поверхности обрабатываемого полуфабриката [1–4].

Целью данной работы исследование влияния режимов электропластической прокатки на микротвердость деформируемой поверхности титанового сплава ВТ6.

В качестве исследуемых образцов были подготовлены пять прутков титанового сплава ВТ6 диаметром 10 мм и длиной 50 мм. Для электро-пластической деформации титана была подготовлена лабораторная установка, имитирующая сжатие в клети прокатного стана и разработаны две схемы подачи импульсного тока для создания электро-нагрева в зоне деформации. Для генерации токов высокой плотности использована установка для контактной сварки «АДаМ-1.3» а регулировка напряжения обеспечивалась лабораторным регулируемым автотрансформатором.

Образцы предварительно нагревали при помощи лабораторной установки индукционного нагрева до температур 650 °C — для первого образца и 750 °C — для остальных исследуемых образцов. По завершении нагрева, образцы моментально извлекались из камеры нагрева и отправлялись в установку пластической деформации, где за счет дополнительного подогрева зоны очага деформации импульсным током высокой плотности, обеспечивалось обжатие заготовки. Электропластическую деформацию проводили при сжатии в 2 тонны. В таблице 1 представлены режимы электрического импульса.

Таблица 1

Режимы подачи электрического импульса

образца

Напряжение импульса, В

Время импульса, с

Схема подключения

1

-

-

-

2

220

2

к заготовке

3

250

2

к заготовке

4

220

2

к валкам

5

250

2

к валкам

Микротвердость измерялась с использованием микротвердомера ПМТ-3М с индентором Виккерса при нагрузке на индентор 1.961 N (ISO 6507–1:2005). Результаты измерения микротвердости деформированной поверхности представлены в таблице 2.

Таблица 2

Результаты измерений микротвердости поверхности титана после прокатки сиспользованием импульсного тока высокой плотности

образца

H, V

H, GPa

1

460

4,51

2

341

3,34

3

1050

10,29

4

680

6,66

5

841

8,24

Значение микротвердости приповерхностного деформированного слоя титана при 200 граммах нагрузки на индентор для всех образцов в среднем составляет 306 H, V или 3 H, GPa. Максимальное значение микротвердости было получено на образце 3, где ток высокой плотности подавали на валки.

По полученным результатам измерения микротвердости были построены графические модели зависимости микротвердости от температуры нагрева титанового сплава ВТ6 (Рис. 1). Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием компьютерной программы DataFit 9.

Рис. 1. Зависимость микротвердости от температуры нагрева заготовки титанового сплава ВТ6 после прокатки при пропускании тока через заготовку, где: a — значение микротвердости при нагрузке на индентор 100 гс, b — при нагрузке на индентор 200 гс.

Также были построены графические модели зависимости микротвердости от значения заданного напряжения на лабораторном трансформаторе, который оказывает непосредственное влияние на плотность импульсного тока, подаваемого на прокатные валки (Рис. 2).

Рис. 2. Зависимость микротвердости титанового сплава ВТ6 от напряжения после прокатки при пропускании тока через прокатные валки, где: a — значение микротвердости при нагрузке на индентор 100 гс, b — при нагрузке на индентор 200 гс.

На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что помимо температуры нагрева заготовки на деформацию прутка из титанового сплава ВТ6 в момент проката существенное влияние оказывает сила тока, пущенная на заготовку. Также, наблюдается разница физико-механических характеристик деформированной поверхности у образцов, при пропускании тока через заготовку либо через прокатные валки.

Литература:

1. Меденцов В. Э., Столяров В. В. Упрочнение сплава ВТ6 методом электропластической прокатки //Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. — 2015. — Т. 56. — №. 10. — С. 50–53..

2. Иванов А. М. и др. Комбинирование методов интенсивной пластической деформации конструкционных сталей //Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. — 2015. — Т. 55. — №. 6. — С. 54–57.

3. Прокошкин С. Д. и др. Исследование влияния параметров электроимпульсного воздействия при деформации на структуру и функциональные свойства сплава Ti Ni с памятью формы //Физика металлов и металловедение. — 2009. — Т. 108. — №. 6. — С. 649–656.

4. Рощупкин А. М., Батаронов И. Л. Физические основы электропластической деформации металлов //Известия высших учебных заведений. Физика. — 1996. — Т. 39. — №. 3. — С. 57–65.

Основные термины (генерируются автоматически): титановый сплав, высокая плотность, импульсный ток, деформированная поверхность, значение микротвердости, пропускание тока, электропластическая деформация, электропластическая прокатка, лабораторная установка, электрический импульс.


Ключевые слова

микротвердость, электропластическая деформация, титановый сплав ВТ6

Похожие статьи

Влияние импульсного тока высокой плотности на...

Рассмотрены вопросы пластической деформации проката титанового сплава ВТ6. Установлены закономерности зависимости степени обжатия от режимов электропластической прокатки.

Влияние параметров гальванического процесса на...

Увеличение плотности тока сопровождается обычно повышением содержания

Увеличение катодной плотности тока оказывает резкое повышение микротвёрдости покрытия.

Никелевые покрытия и сплавы на основе никеля осаждали из растворов, составы которых.

Исследование возможности использования электроэрозионных...

Во время электрического разряда между электродами проходит мощный электрический импульс тока.

Интенсивность формирования поверхностного слоя на детали зависит от величины энергии разряда и от среднего тока источника электрических импульсов.

Модернизированная учебно-лабораторная установка для...

Модернизированная учебно-лабораторная установка для обработки металлов и сплавов

Электрическая эрозия отчётливо наблюдается на тех поверхностях контактов рубильников

Чем больше мощность электрического тока коммутируемого контактами, тем интенсивнее...

Повышение прочностных характеристик титановых сплавов

Гомогенизационный отжиг для титановых сплавов не применяют из-за его малой эффективности.

В тех случаях, когда температура деформации и скорости охлаждения после деформации были достаточно высокими, в деформированных полуфабрикатах...

Упрочнение и восстановление штампов электроискровым методом

В результате возникает импульсный ток большой плотности при высокой концентрации теплоты. Это приводит к мгновенному разогреву и

В результате высоких температур в зоне контакта электрод — поверхность штампа и химических реакций между углеродом штампа и...

Магнитно-импульсная обработка как перспективный метод...

Импульсное намагничивание поверхности металлорежущего инструмента обеспечивает, при

- повышение микротвердости инструмента и снижение поверхностного натяжения

МИО осуществляется в цилиндрическом индукторе в магнитно-импульсной установке (МИУ).

Исследование электрических свойств композитного углеродного...

Углепластики существенно превосходят металлы и сплавы по вибропрочности, так как обладают высокой демпфирующей способностью.

В работе приводятся исследования электропроводности углеродного КМ на постоянном и переменном (до 105 Гц) токе.

Исследование воздействия электрическими разрядами высокого...

Лабораторные исследования воздействия электрическими разрядами высокого напряжения на растворы ПАА.

Конструкция установки позволяет с помощью лабораторного автотрансформатора изменять напряжение разрядов, происходящих в реакторе.

Похожие статьи

Влияние импульсного тока высокой плотности на...

Рассмотрены вопросы пластической деформации проката титанового сплава ВТ6. Установлены закономерности зависимости степени обжатия от режимов электропластической прокатки.

Влияние параметров гальванического процесса на...

Увеличение плотности тока сопровождается обычно повышением содержания

Увеличение катодной плотности тока оказывает резкое повышение микротвёрдости покрытия.

Никелевые покрытия и сплавы на основе никеля осаждали из растворов, составы которых.

Исследование возможности использования электроэрозионных...

Во время электрического разряда между электродами проходит мощный электрический импульс тока.

Интенсивность формирования поверхностного слоя на детали зависит от величины энергии разряда и от среднего тока источника электрических импульсов.

Модернизированная учебно-лабораторная установка для...

Модернизированная учебно-лабораторная установка для обработки металлов и сплавов

Электрическая эрозия отчётливо наблюдается на тех поверхностях контактов рубильников

Чем больше мощность электрического тока коммутируемого контактами, тем интенсивнее...

Повышение прочностных характеристик титановых сплавов

Гомогенизационный отжиг для титановых сплавов не применяют из-за его малой эффективности.

В тех случаях, когда температура деформации и скорости охлаждения после деформации были достаточно высокими, в деформированных полуфабрикатах...

Упрочнение и восстановление штампов электроискровым методом

В результате возникает импульсный ток большой плотности при высокой концентрации теплоты. Это приводит к мгновенному разогреву и

В результате высоких температур в зоне контакта электрод — поверхность штампа и химических реакций между углеродом штампа и...

Магнитно-импульсная обработка как перспективный метод...

Импульсное намагничивание поверхности металлорежущего инструмента обеспечивает, при

- повышение микротвердости инструмента и снижение поверхностного натяжения

МИО осуществляется в цилиндрическом индукторе в магнитно-импульсной установке (МИУ).

Исследование электрических свойств композитного углеродного...

Углепластики существенно превосходят металлы и сплавы по вибропрочности, так как обладают высокой демпфирующей способностью.

В работе приводятся исследования электропроводности углеродного КМ на постоянном и переменном (до 105 Гц) токе.

Исследование воздействия электрическими разрядами высокого...

Лабораторные исследования воздействия электрическими разрядами высокого напряжения на растворы ПАА.

Конструкция установки позволяет с помощью лабораторного автотрансформатора изменять напряжение разрядов, происходящих в реакторе.

Задать вопрос